Question

9．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检查）．

实验过程：Ⅰ．打开弹簧夹，取下分液漏斗瓶塞，打开活塞a，滴加浓盐酸．
Ⅱ．当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹．
Ⅲ．当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a．
Ⅳ．打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b取下D振荡、静止．
（1）请写出A装置中发生的化学方程式2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O
（2）为验证氯气的氧化性强于碘，试纸上发生的实验现象KI淀粉试纸变蓝，，请写出对应的离子方程式Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-．
（3）B试管口的棉花团的作用吸收多余的氯气，防止污染大气，请写出对应的化学方程式是Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
（4）过程Ⅲ实验的目的是确认C的黄色溶液中无Cl₂，排除Cl₂对溴置换碘实验的干扰．
（5）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ现象是CCl₄层溶液变为紫红色．
（6）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱．

Answer 1

分析 验证卤素单质氧化性的相对强弱：检验气密性，装药品，保持分液漏斗上方与外界空气相同，打开活塞向烧瓶中滴加浓盐酸；装置A：高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，湿润的淀粉KI试纸变蓝，说明有单质碘生成，同时也说明氯气氧化性强于单质碘，装置B：氯气与溴化钠反应生成单质溴，在试管中发生反应的离子方程式为Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-，溶液变棕黄色；B试管口的棉花团的作用吸收多余的氯气，防止污染大气，反应为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰，当B中溶液由黄色变为棕红色时，说明有大量的溴生成，此时应关闭活塞a，打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b取下D振荡、静止后CCl₄层溶液变为紫红色，验证了溴的氧化性强于碘．
（1）高锰酸钾具有强氧化性，与浓盐酸反应生成氯气；
（2）氯气氧化性强于单质碘，碘遇淀粉变蓝色；
（3）氯气有毒，不能任意排放，多余氯气需用碱液吸收；
（4）为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰；
（5）如CCl₄层溶液变为紫红色，则说明有碘生成；
（6）从原子结构（电子层数、原子半径）的角度分析．

解答 解：（1）装置A：高锰酸钾与浓盐酸反应时，Cl^-被氧化成单质氯，而MnO₄^-被还原成Mn²⁺，即反应生成氯化钾、氯化锰、氯气、水，由电子守恒及质量守恒定律可知，该反应为：2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案为：2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O；
（2）淀粉变蓝色，说明有单质碘生成，发生反应：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，氯气为氧化剂，碘单质为氧化产物，氧化剂的氧化性强于氧化产物，所以可说明氯气氧化性强于单质碘，
故答案为：KI淀粉试纸变蓝；Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-；
（3）装置B：氯气与溴化钠反应生成单质溴，在试管中发生反应的离子方程式为Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-，溶液变棕黄色，氯气有毒，多余的氯气不能任意排放，氯气和碱反应生成无毒物质，所以用棉花团吸收多余的氯气，防止污染大气，反应为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
故答案为：棉花团吸收多余的氯气，防止污染大气；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（4）为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰，当B中溶液由黄色变为棕红色时，说明有大量的溴生成，此时应关闭活塞a，否则氯气过量，影响实验结论；
故答案为：确认C的黄色溶液中无Cl₂，排除Cl₂对溴置换碘实验的干扰；
（5）为验证溴的氧化性强于碘，应将C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如发生氧化还原反应，则静至后CCl₄层溶液变为紫红色，
故答案为：CCl₄层溶液变为紫红色；
（6）因同一主族元素，从上到下，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱，
故答案为：非金属性逐渐减弱．

点评 本题考查了卤素单质的性质及检验方法，题目难度中等，注意掌握卤素单质的性质及递变规律，试题侧重基础知识的考查，培养了学生灵活应用基础知识的能力和化学实验能力．